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Operaciones de pares con 3 o más activos

Estoy tratando de entender cómo construir una estrategia de trading de pares en 3 o más activos.

En el caso de 2 activos, asumiendo deriva cero, intercambiamos basados en:

$$dX_t = \beta_AdS_t^A - \beta_B dS_t^B,$$

donde $\beta_A=\frac{cov\left(S^A,S^B\right)}{\sigma^2_A}$, $\beta_B=\frac{cov\left(S^B,S^A\right)}{\sigma^2_B}$ es el beta. Pero estos betas se convierten en la ratio de las varianzas ya que sus covarianzas son iguales. Por lo tanto, efectivamente elegimos corto/largo la ratio de sus varianzas. Así que si $$\sigma^2_A = 0.20, \quad \sigma^2_B = 0.10$$

Si la acción A sube $10$, entonces si vendimos en corto $100$ acciones de la acción $A$, compraríamos $100\cdot\frac{0.20}{0.10}= 200$ acciones de la acción $B$.

Si decidimos tener 3 acciones en lugar de 2, digamos $A, B, C$ y tenemos la matriz de correlación: $$ \Sigma=\left[\begin{array}{lll} 1 & \rho_{A,B} & \rho_{A,C} \\ \rho_{B,A} & 1 & \rho_{B,C} \\ \rho_{C,A} & \rho_{C,B} & 1 \\ \end{array}\right] $$

¿Cómo se aplicaría esto si solo negociamos una acción (digamos $A$)? (A partir de aquí, asumimos que los rendimientos tienen media 0, $\mu=0$). En mi escenario inventado, el activo $A$ tiene la matriz de correlación anterior, pero el movimiento de los rendimientos correlacionados siempre está retrasado. En otras palabras:

$$\text{corr}(dS^A_{t+1}, dS^B_{t}) = \rho_{A,B}$$ $$\text{corr}(dS^A_{t+1}, dS^C_{t}) = \rho_{A,C}$$

Entonces no necesitamos comprar y vender en corto el par ya que tenemos cierta certeza sobre lo que será A en el momento $t+1$ dado los rendimientos en $t$. Podemos simplemente comprar/vender en corto $A$ dependiendo de sus rendimientos y la correlación de $B$ y $C$

En este caso, ¿cuál sería el monto del tamaño del trade?

Mi intuición inicial es que el tamaño es igual a $$trade = \sum_{i=1}^{2}\text{movimiento} \times \text{correlación}\times \text{ratio de varianza}$$

Así que si $\sigma_B = \sigma_C$ y $\rho_{A,B} > \rho_{A,C}$, pero entonces $dS^B_t=1$ y $dS^C_t=-1$ entonces compraríamos $A$ en anticipación de que suba ya que $A$ tiene una mayor correlación con $B$ (similarmente si sus correlaciones son iguales, pero 1 tiene una mayor volatilidad y/o 1 tiene un mayor movimiento).

Esto parece una estrategia razonable dado que tenemos esta correlación retrasada. El problema con mi lógica es que si tenemos 4 activos en su lugar. Podemos usar la misma lógica que antes:

$$trade = \sum_{i=1}^{3}\text{movimiento} \times \text{correlación}\times \text{ratio de varianza},$$ pero el problema surge ¿qué pasa con las correlaciones entre las acciones $B,C,D$?

Si $$\rho_{A,B} = 0.3$$ $$\rho_{A,C} = 0.3$$ $$ \rho_{A,D}=0.6$$ $$\sigma_A = \sigma_B = \sigma_C = \sigma_D$$ pero $C$ y $D$ están altamente correlacionadas, como $\rho_{C,D} = 0.9$. Entonces en el escenario:

$$dS^B_t = -10$$ $$dS^C_t = 3$$ $$dS^D_t = 4$$

$D$ subió porque está altamente correlacionado con $C$ (y viceversa). Entonces tendríamos:

$$trade = -10 * 0.3 + 3 * 0.3 + 4 * 0.6$$ (ignorando la ratio de varianza ya que sus volatilidades son iguales). Para mí, esto no parece razonable porque el movimiento del activo $D$ está de alguna manera "incorporado" en el activo $C$. Por lo tanto, sumarlos sería como contar dos veces lo mismo.

¿Cómo podría resolver esto?

Estoy efectivamente preguntando: $$\mathbb{P}(dS^A_{t+1}> 0 | dS^B_t= -10, dS^C_t = 3,dS^D_t=4) $$

(Si es mayor que $0.5$ compramos)

Pero no creo que sea posible ya que los eventos $\{dS^B_t= -10, dS^C_t = 3,dS^D_t=4\}$ no son medibles, por lo que condicionar sobre ellos no es posible.

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waynecolvin Puntos 110

Hola Xerium: Esto no es una respuesta, sino más bien un comentario largo. Permíteme mostrar cómo tu modelo de 2 activos es realmente solo el modelo de regresión de cointegración de Engle-Granger no normalizado. Una vez que sigas eso, entonces, para el caso de 3 activos, puedes seguir la manera que describiste originalmente (que no he tenido la oportunidad de revisar) o puedes usar la generalización de Johansen de la que estaba hablando anteriormente.

Toma el caso donde consideras solo 2 activos.

Tu modelo es:

$$dX_t = \beta_AdS_t^A - \beta_B dS_t^B ~~~(1) $$

Pero, supongamos que cambio parte de la notación. Entonces, dejo que $dX_t$ sea igual a $\epsilon_t$. Además, redefino las cosas para que $$dS_t^{A} = log(S_t^{A})$$ y $$dS_t^{B} = log(S_t^{B})$$.

Luego normalizo la relación en (1) estableciendo $\beta_A = 1$.

Estos cambios anteriores resultan en el siguiente modelo:

$$log(S_{t}^{A}) = \beta_{B} \times log(S_{t}^{B}) + \epsilon_t ~~~(2) $$

Pero nota que (2) es simplemente el modelo de regresión de cointegración de Engle-Granger donde el vector cointegrante es $(1, \beta_B)$ en lugar de $(\beta_A, \beta_B)$.

Además, ya no tenemos la bonita simetría en la covarianza, por lo que ahora $\beta_{B} = \frac{cov\left(log(S_t^{A}),log(S_t^{B})\right)}{\sigma^2_{B}}$

Entonces, las fórmulas son más o menos las mismas que tenías para tu caso, excepto que $\sigma^2_{A} = 1$ ahora porque la acción A y la acción B ya no se ven como intercambiables. Este es un inconveniente del enfoque de cointegración de Engle-Granger en el sentido de que los resultados pueden depender de qué acción se elija para ser la variable dependiente. Las personas han ideado formas de lidiar con esto que no vale la pena abordar aquí.

Lo que quiero decir es que básicamente estás haciendo cointegración de Engle-Granger no normalizada, pero no explicaste cómo obtuviste las varianzas, $\sigma^2_{A}$ y $\sigma^2_{B}$.

En la formulación de la regresión que escribí, $\sigma^2_{B}$ proviene directamente de la regresión de los precios logarítmicos de A en los precios logarítmicos de B. Además, los residuos del modelo de regresión deben verificarse si son estacionarios. No está claro para mí cómo obtienes las varianzas sin ejecutar una relación de regresión de algún tipo. ¿Corres mínimos cuadrados totales posiblemente?

ARBITRAJE EN EL CASO DE 2 ACTIVOS

Nótese que, solo porque se llega al modelo de regresión, aún no está claro cómo se haría el arbitraje si la relación de equilibrio a largo plazo parece estar desincronizada.

Una forma de abordarlo es escribir el ECM implícito por el modelo de regresión cointegrante:

Dado (2), el modelo ECM correspondiente se muestra a continuación: (Ver esto para una derivación heurística: https://users.wfu.edu/cottrell/ecn215/misc/extra/error_corr_2008.pdf )

$$\Delta log(S_{t}^{A}) =\gamma_1 \times \Delta log(S_{t}^{B}) + \gamma_2 \times (log(S_{t}^{A}) -\beta _{B} \times log(S_{t}^{B})) + \nu _{t}$$

Entonces, los pasos son:

  1. Estimar el modelo usando mínimos cuadrados ordinarios:

$$log(S_{A}^{t}) = \beta \times log(S_{B}^{t}) +\epsilon _{t}$$

  1. Verificar que los residuos estimados, $\hat{\epsilon_t}$, son estacionarios. Si lo son, entonces los residuos estimados ${\hat{\epsilon _{t}}= log(S_{t}^{A}) - \beta _{B} \times log(S_{t}^{B}})$ de esta regresión se guardan y se utilizan en la representación del ECM.

  2. $ \Delta log(S_{t}^{A}) = \gamma_1 \times \Delta log(S_{t}^{B})+ \gamma_{2} \times \hat{\epsilon}_{t-1}+\eta _{t}$.

Ahora estimar (3) para encontrar $\hat{\gamma_1}$ y $\hat{\gamma_2}$.

La representación del ECM en el Paso 3) es útil porque, una vez que tienes $\gamma_1$ y $\gamma_2$, entonces tienes una forma de medir cuándo parece que la verdadera propagación actual ${\epsilon}_{t}$ está a punto de volver de su valor actualmente grande o ampliarse debido a su valor actualmente pequeño. Sin la representación del ECM, no hay una forma fácil de realmente medir el desequilibrio a largo plazo para una posibilidad de arbitraje.

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